Наверх

v 3.15.31
18.07.2015

Что такое коэффициент стоячей волны

Доброго времени суток, сегодня мы узнаем, что такое коэффициент стоячей волны, много различных нюансов в оборудовании при различных параметрах, и как оно ведёт себя и многое другое. Данная статья является полезной как для новичков, так и для опытных радиолюбителей.

Что такое коэффициент стоячей волны

Что такое коэффициент стоячей волны

Скорее всего вы не рас слышали термин коэффициент стоячей волны, сокращённо (КСВ). Многих начинающих радиолюбителей, КСВ вводил в заблуждение в том или ином оборудовании при различных параметрах. Эта статья поможет вам разобраться, что такое КСВ и с чем его едят. И так начнём с термина из википедии:

Коэффициент стоячей волны — отношение наибольшего значения амплитуды напряженности электрического или магнитного поля стоячей волны в линии передачи к наименьшему.

В линии с КСВ>1 присутствие отраженной мощности не каким образом не приводит к потерям передаваемой мощности, но иногда в фидерной линии заметны некоторые потери, причиной которых является конечное затухание. На всех KB диапазонах с кабелем, имеющим низкие потери, хотя обычно они не значительны в не связанной линии, однако на УКВ могут быть существенными, а на СВЧ—достигают чрезвычайно большого количества.

Длинна кабеля и его характеристики влияют на затухание. Для работы на KB, кабель подбирают плохим по характеристикам, либо очень большой длинны, для того что бы потери в кабеле стремились к большим показателям.

Отраженная мощность не течет обратно в передатчик и не повреждает его

В некоторых случаях очень высокое КСВ могут приписывать к различным повреждениям, но в основном причинами является работа выходного каскада передатчика на нагрузку. На передатчике КСВ не видно, на нём виден импеданс нагрузки на которые также влияет и КСВ.

От сюда можно сделать вывод, что импеданс нагрузки можно сделать точно соответствующим требуемому, например с помощью антенного тюнера, не беспокоясь о КСВ в фидере.

На какой-либо коаксиальной линии, усилия, затрачиваемые на снижение КСВ ниже 2:1 считаются затраченными впустую, если принимать для увеличения эффективности излучения антенны. Если защита передатчика будет срабатывать при КСВ>1,5, то такая схема будет являться целесообразной.

Эффективность излучения антенны определяется таким параметром, как соотношением ее сопротивления излучения к общему входному сопротивлению, так что высокий КСВ не всегда указывает на то, что антенна работает не исправно.

Если у антенны низкий КСВ, это не значит, что антенная система является годной. Если низкий КСВ в широкой полосе, то это повод задуматься, ну или как минимум это повод для подозрений. Например, в диполе или вертикальной антенне велико сопротивление потерь, причиной чего является плохие соединения и контакты, неэффективная система заземления, потери в кабеле, попаданием влаги в линию и многие другие причины которые следует изучить. Таким образом, эквивалент нагрузки обеспечивает в линии КСВ=1,0, а вот короткая вертикальная антенна с сопротивлением излучения 0,1 Ом и потерями сопротивления 49,9 Ом излучает лишь 0,2% от поступающей мощности, обеспечивая при этом КСВ 1,0 в фидере.

Для достижения максимального ВЧ тока излучатель антенной системы не обязательно должен иметь резонансную длину и не требует фидера определенной длины. Существенное рассогласование между линией питания и излучателем не препятствует поглощению излучателем всей реально поступающей мощности. При использовании соответствующего согласования (например, антенного тюнера) для компенсации реактивности не резонансного излучателя в месте подключения фидерной линии случайной длины антенная система является согласованной, и фактически вся подводимая мощность может эффективно излучаться.

На КСВ в фидерной линии не влияет настройка антенного тюнера, установленного возле передатчика. Низкий КСВ в линии, достигнутый с помощью тюнера, обычно является свидетельством того, что в процессе настройки тюнера произошло рассогласование между передатчиком и входом антенного тюнера, и передатчик работает на несогласованную нагрузку.

Вопреки расхожим представлениям, с хорошим симметричным (балансным) антенным тюнером и открытой двухпроводной фидерной линией излучение питаемого в центре диполя длиной 80 м, работающего в диапазоне 3,5 МГц, не намного эффективнее излучения такой же антенны длиной 48 м, работающей в том же диапазоне и с той же мощностью передатчика. Эффективность излучения диполя, настроенного в резонанс на частоте, например, 3750 кГц, практически такая же, как и на частоте 3500 или 4000 кГц при использовании любого фидера разумной длины; хотя можно ожидать, что КСВ на краях диапазона может достигать 5 и что коаксиальный кабель в действительности будет работать как настроенная линия. В этом случае, разумеется, потребуется использовать соответствующее устройство согласования (например, антенный тюнер) между передатчиком и фидером. Если для достижения согласования коаксиальный фидер любой антенной системы требует определенной длины, тот же самый входной импеданс можно получить с кабелем любой длины с помощью соответствующей простой цепи согласования из индуктивностей и емкостей.

Высокий КСВ в коаксиальном фидере, вызванный значительным рассогласованием характеристического сопротивления линии и входного сопротивления антенны, сам по себе не вызывает появления ВЧ тока на внешней поверхности оплетки кабеля и излучения фидерной линии. В диапазонах коротких волн высокий КСВ в любой открытой линии, работающей с высоким КСВ, не будет ни вызывать протекание антенного тока по линии, ни приводить к излучению линии при условии, что токи в линии сбалансированы, и расстояние между проводниками линии мало по сравнению с рабочей длиной волны (это справедливо и на УКВ при условии отсутствия острых изгибов линии). Ток на внешней поверхности оплетки фидера и излучение фидера практически отсутствуют, если антенна сбалансирована относительно земли и фидера (например, при использовании горизонтальной антенны фидер должен располагаться вертикально); в таких случаях не нужно применять симметрирующие устройства (балуны) между антенной и фидером.

КСВ-метры, установленные на участке между антенной и фидером, не обеспечивают более точное измерение КСВ. КСВ в фидере не может регулироваться изменением длины линии. Если показания КСВ-метра при перемещении по линии существенно различаются, это может указывать на антенный эффект фидера, вызываемый током, текущим по внешней стороне оплетки коаксиального кабеля, и/или на плохую конструкцию КСВ-метра, но не на то, что КСВ изменяется вдоль линии.

Любая реактивность, добавленная к существующей резонансной нагрузке (имеющей только активное сопротивление) с целью снижения КСВ в линии, вызовет только увеличение отражения. Самый низкий КСВ в фидере наблюдается на резонансной частоте излучающего элемента и совершенно не зависит от длины фидера.

Эффективность излучения диполей различных типов (из тонкого провода, петлевого диполя, «толстого» диполя, трапового или коаксиального диполя) практически одинакова при условии, что каждый из них имеет незначительные омические потери и питается одинаковой мощностью. Однако «толстые» и петлевые диполи имеют более широкую рабочую полосу частот по сравнению с антенной из тонкого провода.

Если входное сопротивление антенны отличается от характеристического сопротивления фидерной линии, то сопротивление нагрузки передатчика может весьма значительно отличаться от характеристического сопротивления линии (если электрическая длина линии не кратна L/2), и от сопротивления в месте подключения к антенне. В этом случае импеданс нагрузки передатчика зависит еще и от длины фидера, который действует как трансформатор сопротивлений. В таких случаях, если не установлена подходящая цепь согласования между передатчиком и линией передачи, импеданс нагрузки может быть комплексным (т.е. иметь активную и реактивную составляющие), и с ним выходная схема передатчика может не справиться. В этом случае изменением длины линии передачи иногда удается обеспечить согласование нагрузки с передатчиком — именно это обстоятельство, скорее чем любые потери, связанные с КСВ, привело к возникновению многих неверных представлений о работе фидерных линий.

Любая питаемая в центре антенна любой разумной длины с любым типом фидера с низкими потерями будет обеспечивать достаточно эффективное излучение электромагнитной энергии. При этом, как правило, требуется хороший антенный тюнер, если передатчик рассчитан на работу с низкоомной нагрузкой (например, 50 Ом). Этим объясняется тот факт, что многие годы питаемый в центре диполь остается популярной многодиапазонной антенной.

Если вам понравилась статья, ставьте лайк и пишите комментарии. Так же у вас есть возможность подписаться на рассылку свежих новостей (справа под меню).

РЕКОМЕНДУЕМ
Просмотров: 1630 | Комментариев: 0 | Дата: 09.02.2015
КОММЕНТАРИИ
avatar
ГЛАВНАЯ
новости
СТАТЬИ
65
СХЕМЫ
0
ВИДЕО
55
КНИГИ
9
ПРОГРАММЫ
7
КОМПАНИИ
12
Рейтинг@Mail.ru
Все права защищены © 2010 - 2017
Сайт разработан
и обслуживается